GAC-16C型湖改性沥青混凝土在广肇高速公路二期施工中的应用

2022-09-11

0 引言

广东省气候环境特点为高温、多雨、潮湿周期长, 交通运输特点为交通量大、重载车多、桥隧比高。因此, 对路面材料的性能也提出了更高的要求。改性沥青大多是聚合物改性沥青, 在我路面施工中得到了广泛应用。与聚合物改性剂相对应的还有天然改性剂, 天然改性剂往往具有一些独特的优点, 如耐高温、耐老化、抗水损害、粘附性强等。特立尼达湖沥青 (TLA) 就是一种天然的改性剂[1], 在国外已有100多年的应用历史, 表现出优良的性能[2]。针对广东公路运营及环境特点, 并基于TLA改性沥青具有抗高温、抗老化、抗水损害、耐久性等优良的路用性能, 在广肇高速公路二期路面工程施工中进行了应用。

1 工程概况

广肇高速公路二期工程主要技术标准为双向六车道, 路基宽度34.5米, 桥面与路基同宽, 单幅桥面净宽15.75米 (行车的宽度宽3.75m*3、硬路肩宽3m、路缘带宽0.5m) 。路面结构图, 见图一。

2 配合比设计

2.1 原材料

该高速公路上面层GAC-16C型湖改性沥青砼混合料目标配合比设计, 湖沥青 (TLA) 采用特立尼达产天然湖沥青, 基质沥青采用泰国IRPC 70#石油沥青, 比例为2:1, 即67%基质沥青加入33%湖沥青进行制作;粗集料采用珠海斗门石场的闪长岩, 共有11~18mm、6~11mm、3~6mm、三档规格料;细集料规格为0~3mm, 采用三水六和田野石场生产的石屑;填料采用四会市径口镇鸿昌石粉厂生产的矿粉。其试验结果均满足规范及设计要求。

2.2 目标配合比设计

级配矿料掺配比例:目标配合比按矿料筛分结果进行组配, 以4.75mm、2.36mm、0.075mm为关键筛孔, 各档集料的掺配比例, 见表2-1。

最佳油石比确定:集料加热温度190℃, 沥青加热温度170℃, 混合料拌和温度175-185℃, 试模预热温度105℃, 击实温度155~160℃, 击实次数两面各75次。根据经验以油石比4.8%为初估最佳油石比按0.5%的间隔取五个油石比 (4.2%, 4.7%, 5.2%, 5.7%, 6.2%) 制备马歇尔试件, 试验结果, 见表2-2。根据各项数据计算确定最佳油石比为5.1%。

目标配合比:按最佳油石比制作试件, 进行混合料性能及高温稳定性检验, 最终确定GAC-16C湖改性沥青混合料目标配合比, 见表2-3。

2.3 生产配合比设计

依据目标配合比设计指导生产配合比及热料仓筛分试验结果, 进行了生产配合比级配组配设计, 并进行试拌及各项性能指标的验证, 最终确定GAC-16C湖改性沥青混合料生产配合比, 见图二合成级配曲线图、表2-4。

3 施工机械设备配置

根据现场施工质量控制及保障连续性施工的需要, 机械设备配置, 见表3-1。

4 施工质量控制分析

(1) 沥青混合料生产: (1) 山东路达HQB4000拌合楼, 除矿粉外共有五个冷料仓, 满足生产配比分仓上料需要。 (2) 各种集料按规格格挡分别堆放, 矿粉装入储存罐;细集料设置防雨棚储存;配备三台50L装载机上料, 满足生产要求。 (3) 沥青采用导热油加热, 温度达到170℃, 矿料加热温度190-200℃, 保证沥青混合料出厂温度达到175-185℃。 (4) 间歇式拌合楼配备逐盘自动打印记录设备, 便于施工质量控制。 (5) 沥青混合料的拌和以矿料颗粒全部裹覆沥青为度。加料次序和拌和时间为:集料—矿粉—沥青。 (6) 拌和站在试验室人员监控下进行生产, 沥青混合料经目测 (均匀、色泽一致, 无花白料, 冒青烟、离析和析漏等现象) 及检验。 (7) 二级除尘废弃物不得再利用, 为确保不污染环境, 对二级除尘的废弃物采取进罐存储的方式进行统一处理。

(2) 混合料运输: (1) 施工过程中采用20辆重型自卸车, 加盖帆布;以保温、防尘、防雨。 (2) 装料时分前、中、后挪动位置, 以减少离析现象。

(3) 混合料摊铺: (1) 采用2台福格勒2100-Ⅱ摊铺机成梯队同步摊铺。根据路面宽度, 将两台摊铺机按8.0m+7.5m摊铺宽度组合, 重叠部分控制在30cm左右, 前后距离控制在10m范围以内。 (2) 根据预定的松铺系数1.20, 计算出松铺厚度为4.8cm。 (3) 摊铺前调整好熨平板仰角, 保证松铺厚度;检查螺旋挡板安装牢固、位置合理, 减少离析;并在熨平板底抹菜籽油 (或其它植物油) , 避免摊铺过程中熨平板的“拉毛”现象。 (4) 根据运距、运力及拌和站的生产能力, 在到达摊铺现场的运料车有5-6辆时开始摊铺, 摊铺过程中尽量避免空仓收斗以减少离析;摊铺中螺旋布料器均衡地向两侧供料, 严禁时快时慢, 螺旋布料器保持一定料位高度 (以螺旋直径的2/3以上高度为宜) , 以保证熨平板后松铺面的平整和混合料初始疏密程度的稳定。 (5) 摊铺机起步5m左右时, 摊铺速度可适当放低, 使熨平板和夯锤温度上升接近至混合料温度再调整至1.3-1.7 m/min的速度进行摊铺。 (6) 摊铺过程中, 配置专人检查铺筑厚度及平整度, 发现局部离析、拖痕及其它问题及时处理。

(4) 碾压: (1) 碾压前, 保持压路机清洁;碾压时, 钢轮压路机喷水降温防, 胶轮压路机喷洒少量植物油防止沾轮。检查胶轮压路机每个轮胎压力不小于15KN, 充气压力不小于0.55Mpa, 振动压路机频率宜为35-50Hz, 振幅宜为0.3-0.8mm。 (2) 在混合料摊铺长度满足压路机碾压长度要求 (30-50m) 时开始碾压, 在不产生推移和裂缝的前提下在尽可能高的温度下进行。 (3) 碾压过程遵循“高频、低幅、紧跟、慢压”的原则, 从外到内、从低到高进行, 双钢轮振动压路机相邻碾压带重叠宽度为10-20cm, 轮胎压路机相邻碾压带重叠1/3-1/2的碾压轮宽度。具体碾压方案及速度控制, 见表4-1。

(5) 施工温度控制见表4-2。